<html><head><meta charset="utf-8"><title>38 线程池源码面试题    -慕课专栏</title>
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                    <div class="art-title" style="margin-top: 0px;">
                        38 线程池源码面试题    
                    </div>
                    <div class="art-info clearfix">
                        
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                            更新时间：2019-11-20 10:00:25
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                            <div class="famous-word">与有肝胆人共事，从无字句处读书。<p class="author">——周恩来</p></div>
                        </div>
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                            <div class="cl-preview-section"><h3 id="引导语">引导语</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">线程池在日常面试中占比很大，主要是因为线程池内容涉及的知识点较广，比如涉及到队列、线程、锁等等，所以很多面试官喜欢把线程池作为问题的起点，然后延伸到其它内容，由于我们专栏已经说过队列、线程、锁面试题了，所以本章面试题还是以线程池为主。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="：说说你对线程池的理解？">1：说说你对线程池的理解？</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">答：答题思路从大到小，从全面到局部，总的可以这么说，线程池结合了锁、线程、队列等元素，在请求量较大的环境下，可以多线程的处理请求，充分的利用了系统的资源，提高了处理请求的速度，细节可以从以下几个方面阐述：</p>
</div><div class="cl-preview-section"><ol>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">ThreadPoolExecutor 类结构；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">ThreadPoolExecutor coreSize、maxSize 等重要属性；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">Worker 的重要作用；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">submit 的整个过程。</li>
</ol>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">通过以上总分的描述，应该可以说清楚对线程池的理解了，如果是面对面面试的话，可以边说边画出线程池的整体架构图（见《ThreadPoolExecutor 源码解析》）。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="：threadpoolexecutor、executor、executorservice、runnable、callable、futuretask-之间的关系？">2：ThreadPoolExecutor、Executor、ExecutorService、Runnable、Callable、FutureTask 之间的关系？</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">答：以上 6 个类可以分成两大类：一种是定义任务类，一种是执行任务类。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><ol>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">定义任务类：Runnable、Callable、FutureTask。Runnable 是定义无返回值的任务，Callable 是定义有返回值的任务，FutureTask 是对 Runnable 和 Callable 两种任务的统一，并增加了对任务的管理功能；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">执行任务类：ThreadPoolExecutor、Executor、ExecutorService。Executor 定义最基本的运行接口，ExecutorService 是对其功能的补充，ThreadPoolExecutor 提供真正可运行的线程池类，三个类定义了任务的运行机制。</li>
</ol>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">日常的做法都是先根据定义任务类定义出任务来，然后丢给执行任务类去执行。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="：说一说队列在线程池中起的作用？">3：说一说队列在线程池中起的作用？</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">答：作用如下：</p>
</div><div class="cl-preview-section"><ol>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">当请求数大于 coreSize 时，可以让任务在队列中排队，让线程池中的线程慢慢的消费请求，实际工作中，实际线程数不可能等于请求数，队列提供了一种机制让任务可排队，起一个缓冲区的作用；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">当线程消费完所有的线程后，会阻塞的从队列中拿数据，通过队列阻塞的功能，使线程不消亡，一旦队列中有数据产生后，可立马被消费。</li>
</ol>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="：结合请求不断增加时，说一说线程池构造器参数的含义和表现？">4：结合请求不断增加时，说一说线程池构造器参数的含义和表现？</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">答：线程池构造器各个参数的含义如下：</p>
</div><div class="cl-preview-section"><ol>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">coreSize 核心线程数；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">maxSize 最大线程数；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">keepAliveTime 线程空闲的最大时间；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">queue 有多种队列可供选择，比如：1：SynchronousQueue，为了避免任务被拒绝，要求线程池的 maxSize 无界，缺点是当任务提交的速度超过消费的速度时，可能出现无限制的线程增长；2：LinkedBlockingQueue，无界队列，未消费的任务可以在队列中等待；3：ArrayBlockingQueue，有界队列，可以防止资源被耗尽；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">线程新建的 ThreadFactory 可以自定义，也可以使用默认的 DefaultThreadFactory，DefaultThreadFactory 创建线程时，优先级会被限制成 NORM_PRIORITY，默认会被设置成非守护线程；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">在 Executor 已经关闭或对最大线程和最大队列都使用饱和时，可以使用 RejectedExecutionHandler 类进行异常捕捉，有如下四种处理策略：ThreadPoolExecutor.AbortPolicy、ThreadPoolExecutor.DiscardPolicy、ThreadPoolExecutor.CallerRunsPolicy、ThreadPoolExecutor.DiscardOldestPolicy。</li>
</ol>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">当请求不断增加时，各个参数起的作用如下：</p>
</div><div class="cl-preview-section"><ol>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">请求数 &lt; coreSize：创建新的线程来处理任务；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">coreSize &lt;= 请求数 &amp;&amp; 能够成功入队列：任务进入到队列中等待被消费；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">队列已满 &amp;&amp; 请求数 &lt; maxSize：创建新的线程来处理任务；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">队列已满 &amp;&amp; 请求数 &gt;= maxSize：使用 RejectedExecutionHandler 类拒绝请求。</li>
</ol>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="：coresize-和-maxsize-可以动态设置么，有没有规则限制？">5：coreSize 和 maxSize 可以动态设置么，有没有规则限制？</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">答：一般来说，coreSize 和 maxSize 在线程池初始化时就已经设定了，但我们也可以通过 setCorePoolSize、setMaximumPoolSize 方法动态的修改这两个值。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">setCorePoolSize 的限制见如下源码：</p>
</div><div class="cl-preview-section"><pre class=" language-java"><code class="prism  language-java"><span class="token comment">// 如果新设置的值小于 coreSize,多余的线程在空闲时会被回收（不保证一定可以回收成功）</span>
<span class="token comment">// 如果大于 coseSize，会新创建线程</span>
<span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">void</span> <span class="token function">setCorePoolSize</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token keyword">int</span> corePoolSize<span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
    <span class="token keyword">if</span> <span class="token punctuation">(</span>corePoolSize <span class="token operator">&lt;</span> <span class="token number">0</span><span class="token punctuation">)</span>
        <span class="token keyword">throw</span> <span class="token keyword">new</span> <span class="token class-name">IllegalArgumentException</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
    <span class="token keyword">int</span> delta <span class="token operator">=</span> corePoolSize <span class="token operator">-</span> <span class="token keyword">this</span><span class="token punctuation">.</span>corePoolSize<span class="token punctuation">;</span>
    <span class="token keyword">this</span><span class="token punctuation">.</span>corePoolSize <span class="token operator">=</span> corePoolSize<span class="token punctuation">;</span>
    <span class="token comment">// 活动的线程大于新设置的核心线程数</span>
    <span class="token keyword">if</span> <span class="token punctuation">(</span><span class="token function">workerCountOf</span><span class="token punctuation">(</span>ctl<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">get</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span> <span class="token operator">&gt;</span> corePoolSize<span class="token punctuation">)</span>
        <span class="token comment">// 尝试将可以获得锁的 worker 中断，只会循环一次</span>
        <span class="token comment">// 最后并不能保证活动的线程数一定小于核心线程数</span>
        <span class="token function">interruptIdleWorkers</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
    <span class="token comment">// 设置的核心线程数大于原来的核心线程数</span>
    <span class="token keyword">else</span> <span class="token keyword">if</span> <span class="token punctuation">(</span>delta <span class="token operator">&gt;</span> <span class="token number">0</span><span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
        <span class="token comment">// 并不清楚应该新增多少线程，取新增核心线程数和等待队列数据的最小值，够用就好</span>
        <span class="token keyword">int</span> k <span class="token operator">=</span> Math<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">min</span><span class="token punctuation">(</span>delta<span class="token punctuation">,</span> workQueue<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">size</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
        <span class="token comment">// 新增线程直到k，如果期间等待队列空了也不会再新增</span>
        <span class="token keyword">while</span> <span class="token punctuation">(</span>k<span class="token operator">--</span> <span class="token operator">&gt;</span> <span class="token number">0</span> <span class="token operator">&amp;&amp;</span> <span class="token function">addWorker</span><span class="token punctuation">(</span>null<span class="token punctuation">,</span> <span class="token boolean">true</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
            <span class="token keyword">if</span> <span class="token punctuation">(</span>workQueue<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">isEmpty</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span>
                <span class="token keyword">break</span><span class="token punctuation">;</span>
        <span class="token punctuation">}</span>
    <span class="token punctuation">}</span>
<span class="token punctuation">}</span>
</code></pre>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">setMaximumPoolSize 的限制见如下源码：</p>
</div><div class="cl-preview-section"><pre class=" language-java"><code class="prism  language-java"><span class="token comment">// 如果 maxSize 大于原来的值，直接设置。</span>
<span class="token comment">// 如果 maxSize 小于原来的值，尝试干掉一些 worker</span>
<span class="token keyword">public</span> <span class="token keyword">void</span> <span class="token function">setMaximumPoolSize</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token keyword">int</span> maximumPoolSize<span class="token punctuation">)</span> <span class="token punctuation">{</span>
    <span class="token keyword">if</span> <span class="token punctuation">(</span>maximumPoolSize <span class="token operator">&lt;=</span> <span class="token number">0</span> <span class="token operator">||</span> maximumPoolSize <span class="token operator">&lt;</span> corePoolSize<span class="token punctuation">)</span>
        <span class="token keyword">throw</span> <span class="token keyword">new</span> <span class="token class-name">IllegalArgumentException</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
    <span class="token keyword">this</span><span class="token punctuation">.</span>maximumPoolSize <span class="token operator">=</span> maximumPoolSize<span class="token punctuation">;</span>
    <span class="token keyword">if</span> <span class="token punctuation">(</span><span class="token function">workerCountOf</span><span class="token punctuation">(</span>ctl<span class="token punctuation">.</span><span class="token function">get</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">)</span> <span class="token operator">&gt;</span> maximumPoolSize<span class="token punctuation">)</span>
        <span class="token function">interruptIdleWorkers</span><span class="token punctuation">(</span><span class="token punctuation">)</span><span class="token punctuation">;</span>
<span class="token punctuation">}</span>
</code></pre>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="：说一说对于线程空闲回收的理解，源码中如何体现的？">6：说一说对于线程空闲回收的理解，源码中如何体现的？</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">答：空闲线程回收的时机：如果线程超过 keepAliveTime 时间后，还从阻塞队列中拿不到任务（这种情况我们称为线程空闲），当前线程就会被回收，如果 allowCoreThreadTimeOut 设置成 true，core thread 也会被回收，直到还剩下一个线程为止，如果 allowCoreThreadTimeOut 设置成 false，只会回收非 core thread 的线程。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">线程在任务执行完成之后，之所有没有消亡，是因为阻塞的从队列中拿任务，在 keepAliveTime 时间后都没有拿到任务的话，就会打断阻塞，线程直接返回，线程的生命周期就结束了，JVM 会回收掉该线程对象，所以我们说的线程回收源码体现就是让线程不在队列中阻塞，直接返回了，可以见 ThreadPoolExecutor 源码解析章节第三小节的源码解析。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="：如果我想在线程池任务执行之前和之后，做一些资源清理的工作，可以么，如何做？">7：如果我想在线程池任务执行之前和之后，做一些资源清理的工作，可以么，如何做？</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">答：可以的，ThreadPoolExecutor 提供了一些钩子函数，我们只需要继承 ThreadPoolExecutor 并实现这些钩子函数即可。在线程池任务执行之前实现 beforeExecute 方法，执行之后实现 afterExecute 方法。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="：线程池中的线程创建，拒绝请求可以自定义实现么？如何自定义？">8：线程池中的线程创建，拒绝请求可以自定义实现么？如何自定义？</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">答：可以自定义的，线程创建默认使用的是 DefaultThreadFactory，自定义话的只需要实现 ThreadFactory 接口即可；拒绝请求也是可以自定义的，实现 RejectedExecutionHandler 接口即可；在 ThreadPoolExecutor 初始化时，将两个自定义类作为构造器的入参传递给 ThreadPoolExecutor 即可。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="：说说你对-worker-的理解？">9：说说你对 Worker 的理解？</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">答：详见《ThreadPoolExecutor 源码解析》中 1.4 小节。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="：说一说-submit-方法执行的过程？">10：说一说 submit 方法执行的过程？</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">答：详见《ThreadPoolExecutor 源码解析》中 2 小节。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="：说一说线程执行任务之后，都在干啥？">11：说一说线程执行任务之后，都在干啥？</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">答：线程执行任务完成之后，有两种结果：</p>
</div><div class="cl-preview-section"><ol>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">线程会阻塞从队列中拿任务，没有任务的话无限阻塞；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">线程会阻塞从队列中拿任务，没有任务的话阻塞一段时间后，线程返回，被 JVM 回收。</li>
</ol>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="：keepalivetime-设置成负数或者是-0，表示无限阻塞？">12：keepAliveTime 设置成负数或者是 0，表示无限阻塞？</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">答：这种是不对的，如果 keepAliveTime  设置成负数，在线程池初始化时，就会直接报 IllegalArgumentException 的异常，而设置成 0，队列如果是 LinkedBlockingQueue 的话，执行  workQueue.poll (keepAliveTime, TimeUnit.NANOSECONDS) 方法时，如果队列中没有任务，会直接返回 null，导致线程立马返回，不会无限阻塞。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">如果想无限阻塞的话，可以把 keepAliveTime  设置的很大，把 TimeUnit 也设置的很大，接近于无限阻塞。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="：说一说-future.get-方法是如何拿到线程的执行结果的？">13：说一说 Future.get 方法是如何拿到线程的执行结果的？</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">答：我们需要明确几点：</p>
</div><div class="cl-preview-section"><ol>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">submit 方法的返回结果实际上是 FutureTask，我们平时都是针对接口编程，所以使用的是 Future.get 来拿到线程的执行结果，实际上是 FutureTask.get ，其方法底层是从 FutureTask 的 outcome 属性拿值的；</li>
<li style="font-size: 20px; line-height: 38px;">《ThreadPoolExecutor 源码解析》中 2 小节中详细说明了 submit 方法最终会把线程的执行结果赋值给 outcome。</li>
</ol>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">结合 1、2，当线程执行完成之后，自然就可以从 FutureTask 的 outcome 属性中拿到值。</p>
</div><div class="cl-preview-section"><h3 id="：总结">14：总结</h3>
</div><div class="cl-preview-section"><p style="font-size: 20px; line-height: 38px;">如果我们弄清楚 ThreadPoolExecutor 的原理之后，线程池的面试题都很简单，所以建议大家多看看 《ThreadPoolExecutor 源码解析》这小节。</p>
</div>}
                        </div>
                    </div>
                                            <!-- 买过的阅读 -->
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                                        <p>
                                            37 ThreadPoolExecutor 源码解析 
                                        </p>
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